Поперечные сечения шейного позвонка апатозавра (слева) очень похожи на поперечные сечения шейного позвонка лебедя (справа). Черное пространство изображает воздух внутри костей. Обе кости сильно пневматизированы
Огромное количество воздуха, который постоянно циркулировал внутри тела и скелета, также означает, что динозавры, вероятно, при помощи пневматической системы избавлялись от излишков тепла. Гигантские мышцы и кишечник крупных завроподоморфов – большую часть времени (или постоянно) наполненный переваривающимся растительным материалом – почти наверняка производили огромное количество тепла. Некоторые эксперты предположили, что такое количество тепла было опасным для животного, и требовались специальные виды поведения или механизмы для отвода лишнего тепла. Возможно, пневматическая система и была таким защитным механизмом.
Заполненные воздухом мешки и кости также означают, что завроподы не тонули в воде. Палеонтолог Дональд Хендерсон построил компьютерные модели завропод с учетом пневматизации и показал, что они плавали высоко в воде, как огромные пробки, были неустойчивыми и легко могли опрокинуться.
Воздушные мешки могли внести вклад и в вокальные способности динозавров. Исследования современных птиц показывают, что длинные трахеи, большие воздушные мешки и наполненные воздухом грудные кости делают их крики более громкими и резкими. Завроподы и крупные тероподы были большими животными, которые наверняка громко ревели и издавали звуки, которых было слышно издалека. Поэтому возникает соблазн предположить, что и они использовали свои воздушные мешки подобным образом. На сегодня это предположение спекулятивно, но мы надеемся, что в будущем его можно будет проверить.
Завроподы были настолько наполнены воздухом, что они наверняка держались в воде выше, чем принято считать, и с трудом держали равновесие на глубине. Возможно, они избегали плавания и в лучшем случае переходили водоемы вброд
Пищеварение
Нет никаких сомнений, что у нептичьих динозавров была пищеварительная система. Узнать, как именно она была устроена, почти невозможно, учитывая, что желудки, кишечник и другие органы пищеварения почти – хотя, как мы увидим, не всегда – не сохраняются в виде окаменелостей. Тем не менее многие факты из геологической летописи позволяют нам выдвигать обоснованные идеи, да и филогенетический брекетинг может помочь.
Можно с уверенностью сказать, что у всех ископаемых динозавров были пищевод, который шел от пасти к расширенному мешкообразному желудку, и кишечник, который заканчивался специальной камерой с выходом-клоакой. Но, если разбираться более подробно, брекетинг дает неоднозначные ответы, поскольку пищеварительные системы современных птиц и крокодилов различаются в нескольких аспектах.
Пищеварительная система крокодиловых по сути аналогична птичьей, хотя у них нет зоба и желудок устроен по-другому. На кого больше походили нептичьи динозавры – на птиц или крокодилов? А может, некоторые походили на крокодилов, а другие на птиц?
У крокодиловых пищевод переходит в желудок, разделенный на два отдела – кардиальный спереди и пилорический сзади. Желудок птиц тоже состоит из двух отделов. Трубчатый отдел спереди называется железистым желудком, он имеет ребристую внутреннюю поверхность, и в нем образуются слизь и кислота. Второй, более узкий отдел называется мускульным желудком. В нем часто бывают ребристые роговые образования, которые разминают жесткие куски пищи. Кроме того, у многих птиц, в отличие от крокодилов, есть особое расширение пищевода – зоб, в котором накапливается пища. Благодаря удивительным ископаемым из Китая мы знаем, что и зоб, и составной желудок с выраженным мускульным отделом были уже у птиц, которые жили в раннем мелу – около 120 млн лет назад.
Пищеварительная система современных птиц состоит из трубки – пищевода, которая соединяет клюв с желудком, и куда более длинного кишечника, который соединяет желудок с клоакой. На пищеводе часто бывает расширение, которое называется зоб. В желудке есть особый мускульный отдел
Так как в части пищеварения анатомия крокодилов и птиц различается, мы не можем быть полностью уверены насчет нептичьих динозавров. Возможно, они были похожи на крокодилов. А может, у них был зоб и мускульный желудок, как у птиц. Скорее всего, у разных нептичьих динозавров было по-разному. Видимо, у птицеподобных теропод и пищеварение походило на птичье, а другие динозавры в этом отношении больше походили на крокодилов. Это косвенно подтверждается и окаменелостями, поскольку желудочные камни (они же гастролиты), которые помогают перетирать пищу в мускульных желудках птиц, также найдены у орнитомимозавров и овирапторозавров.
Зоб не обнаружен у большинства нептичьих динозавров. Тем не менее своеобразное вздутие в области шеи, которое назвали зобом, сохранилось у мумифицированного гадрозавра брахилофозавра. Если это действительно зоб, то получается, что он появился по крайней мере у некоторых птицетазовых независимо от птиц – еще одно напоминание, что брекетинг позволяет делать лишь очень грубые предположения об анатомии вымерших животных. Несмотря на все наши выводы из брекетинга, существует вероятность, что у других динозавров тоже был зоб, или что-то похожее на зоб, или какое-то подобие мускульного желудка.
Но не только брекетинг помогает изучать внутренности динозавров: у одной исключительной окаменелости сохранились сами внутренности. Это сципиниокс из нижнемеловых отложений Италии – молодой теропод длиной всего 23 см. Окаменелость почти полная и полностью сочленена, не хватает только ступней и кончика хвоста. Примечательно, что у сципионикса сохранился почти целый изгибающийся участок кишечника, причем на своем месте – между грудной клеткой и основанием хвоста. Как и ожидалось, клоака находится сразу перед началом хвоста.
Сохранился также небольшой участок пищевода, а также параллельные линии у основания хвоста – пучки мышечных волокон. Желудок не сохранился, потому что находившаяся в нем кислота растворила его еще до начала окаменения. Чешуи и фрагменты костей внутри кишечника показывают, что сципионикс ел рыб и ящериц.
У единственного известного экземпляра сципионикса сохранились кишечник и мышцы, а вот покровы тела отсутствуют. Большие зубы и когти передних лап говорят о том, что он мог за себя постоять, несмотря на юный возраст
Делать предположения о пищеварительной системе динозавров можно и на основании данных о современных животных, которые хоть и не близкие родственники динозавров, но ведут похожий образ жизни или едят то же самое. Например, завроподы и другие крупные травоядные динозавры поглощали и переваривали массу низкокалорийного растительного материала. Среди современных животных подобную стратегию практикуют такие травоядные, как бегемоты, крупный рогатый скот и слоны, а также более близкие к завроподам игуаны, гуси, рябчики и страусы. Все они используют так называемое пищеварение в кишечнике, при котором пища проводит относительно небольшое время в желудке, а большая часть пищеварения происходит в кишечнике. Кишечник этих животных огромен, а пищеварение относительно неэффективное, из-за чего в помет попадает значительное количество плохо переваренного растительного материала. Вполне вероятно, что у завропод тоже было пищеварение в кишечнике, подобное тому, что есть у некоторых современных животных.
На поразительно хорошо сохранившемся кишечнике крошечного теропода сципионикса видны петли, как наверняка было в жизни. Можно увидеть маленькие складки на стенках кишечника и микроскопические анатомические детали
Внешний вид динозавров
Мы немало знаем о скелете динозавров, положении и форме их мышц, об их пищеварительной и пневматической системах. Словом, мы хорошо разбираемся в их анатомии. В результате мы можем делать уверенные утверждения об общих очертаниях и размере нептичьих динозавров, от которых сохранились качественные остатки. Это если говорить об их внутреннем строении, но как насчет внешнего? Как они выглядели в жизни?
В прошлом нептичьих динозавров изображали вялыми жирными созданиями с маленькими тонкими мышцами. Эта точка зрения изменилась во время «ренессанса» динозавров. Нептичьих динозавров (и мезозойских птиц тоже) стали изображать легкими и стройными, с мощными мускулистыми конечностями, но с тонкими шеями, телами и хвостами. Учитывая наши знания, изображение «воздушных» динозавров отчасти верно, но кажется, что ученые и художники иногда заходили слишком далеко. Они придавали динозаврам мускулистые ноги, но удаляли жир и мягкие ткани, делали хвосты слишком узкими и костлявыми, а на морде оставляли лишь тонкий слой кожи. В итоге появились реконструкции, на которых динозавры выглядят недокормленными или даже зомбиподобными. Иногда на них отсутствовали мягкие ткани, которые наверняка были в жизни: например, толстый кишечник и округлый живот травоядных или широкие хвостовые мышцы у динозавров с длинным мощным хвостом. Такие художественные изыски прозвали «обтягивающими» изображениями.
В последние годы появилось новое поколение художников и палеонтологов, которые уделяют больше внимания анатомии современных животных. Новые научные подходы, о которых мы уже писали, применяющие технические достижения (например, томографию и компьютерное моделирование), а также новые подходы к изучению вымерших организмов (филогенетический брекетинг) позволяют палеонтологам и художникам точнее изображать мягкие ткани. Немаловажно и то, что появились новые окаменелости. Некоторые из них дают интересные и неожиданные данные о внешнем виде динозавров.
Нептичьих динозавров обычно изображают с ноздрями, расположенными высоко на морде. Возможно, это неверно. Некоторые эксперты утверждают, что мясистые ноздри, скорее всего, располагались далеко впереди, возле самой пасти. Обращ